DE3841575C2 - Camera with a viewfinder system with a device for determining the viewing direction of the user - Google Patents
Camera with a viewfinder system with a device for determining the viewing direction of the userInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kamera nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die z. B. aus der US-PS 4 574 314 bekannt ist und bei der eine Autofokuseinrichtung entsprechend der Blickrichtung des Benutzers ausgerichtet wird. Es ist auch möglich, Fokussierungszonen, die jeweils einer von mehreren Fokussierungszonen des Suchers entsprechen, in optisch konjugierten Positionen mit mehreren Fokussierungszonen eines Sichtfeldes des Suchers vorzusehen und die Fokussierung mit einem Objekt durchzuführen, das sich visuell mit einer Fokussierungszone deckt, die einer der Fokussierungszonen des Suchers entspricht. Eine solche Kamera ist in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 38 03 305 beschrieben. The invention relates to a camera according to the preamble of claim 1, the z. B. from U.S. Patent 4,574,314 is known and in which an autofocus device accordingly aligned with the user's line of sight becomes. It is also possible to focus zones that one of several focus zones of the viewfinder correspond, in optically conjugate positions with several To provide focus zones of a field of view of the viewfinder and to focus on an object that is visually with a focus zone covers one of the focus areas of the viewfinder. Such a camera is in the unpublished DE-OS 38 03 305 described.
Bei der eingangs genannten vorbekannten Kamera haben das Lichtübertragungssystem und das Lichtempfangssystem dieselbe optische Achse und etwa gleich lange Lichtwege, die von der optischen Achse des Suchersystems abgezweigt sind, so daß die gesamte Blickrichtungserfassung in einem separat dafür vorgesehenen Teil der Kamera liegt. Da es sich hierbei um eine Fernseh-Studiokamera handelt, kann der Raumbedarf für die Blickrichtungserfassung in Kauf genommen werden. Dies ist bei einer vergleichsweise kompakten Handkamera aber nicht möglich. Hinzu kommt, daß mit der Länge des Lichtweges des Lichtübertragungs- und des Lichtempfangssystems die Intensität des an der Hornhaut des Benutzerauges reflektierten Lichts abnimmt, zumal dieses Licht zur Schonung des Auges nicht zu stark sein darf. Dies kann die Genauigkeit der Blickrichtungserfassung beeinträchtigen.With the previously known camera mentioned at the beginning Light transmission system and the light receiving system the same optical axis and light paths of approximately the same length branched from the optical axis of the viewfinder system are, so that the entire line of sight detection in one part of the camera provided for this purpose. Because it it is a television studio camera, can the space required for viewing direction detection in purchase be taken. This is a comparatively compact Handheld camera not possible. On top of that with the length of the light path of the light transmission and of the light receiving system the intensity of that on the cornea reflected light from the user's eye, especially since this light is not too strong to protect the eye may be. This can reduce the accuracy of the line of sight detection affect.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kamera mit einem Suchersystem anzugeben, bei dem die optische Weglänge des Lichtübertragungs- und des Lichtempfangssystems insgesamt kurz ist und separate Systemteile für die Blickrichtungserfassung möglichst weitgehend reduziert sind.It is an object of the invention to provide a camera with a viewfinder system specify the optical path length of the Light transmission and light reception system as a whole is short and separate system parts for eye direction detection are reduced as much as possible.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention solves this problem by the features of Claim 1. Advantageous further developments are the subject of subclaims.
Durch die Erfindung wird eine wesentliche Verkürzung der optischen Weglänge zwischen der Hilfslichtquelle und dem Lichtempfangssystem erreicht, denn der gemeinsame optische Weg beider Systeme wird sehr kurz gehalten. Dies führt zwar zu einer räumlich getrennten Anordnung des Lichtübertragungssystems und des Lichtempfangssystems im Suchersystem, jedoch kann dafür auch der verfügbare Raum ggf. besser genutzt werden. Jedenfalls führt die Erfindung zu einer Erhöhung der Genauigkeit, mit der die Blickrichtung erfaßt werden kann, weil der Hauptnachteil bisheriger Systeme, nämlich die große optische Weglänge, ausgeschaltet ist.The invention significantly shortens the optical path length between the auxiliary light source and the Light receiving system achieved because the common optical Path of both systems is kept very short. This leads to a spatially separate arrangement of the Light transmission system and the light receiving system in Viewfinder system, but the available space can also be used may be better used. In any case, the invention leads to increase the accuracy with which the Looking direction can be grasped because of the main disadvantage previous systems, namely the large optical path length, is switched off.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt Exemplary embodiments of the invention are described below Hand described the figures. It shows
Fig. 1 bis 5 Darstellungen zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und Fig. 1 to 5 are diagrams for explaining an embodiment of the invention, and
Fig. 6 bis 8 Darstellungen zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung. FIGS. 6 to 8 are illustrations for explaining another embodiment of the invention.
In Fig. 1 bis 5 ist ein optisches Suchersystem mit einer Einrichtung zur Blickrichtungserfassung dargestellt.In FIG. 1 to 5, a viewfinder optical system is shown with a device for visual axis detection.
Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält ein Lichtübertragungssystem 246A eine Lichtquelle für Infrarot-Hilfslicht, einen total reflektierenden Spiegel 149 und eine Kollimatorlinse 150. Diese hat eine asphärische Oberfläche. Das von der Lichtquelle 248 abgegebene Infrarotlicht wird an dem Spiegel 149 reflektiert und der Kollimatorlinse 150 zugeführt. Diese ist an ihrer Austrittsfläche mit einer Blende 151 versehen. Sie hat die Funktion, das von der Lichtquelle 248 abgegebene Infrarotlicht in ein paralleles Strahlenbündel umzusetzen.In this exemplary embodiment, a light transmission system 246 A contains a light source for infrared auxiliary light, a totally reflecting mirror 149 and a collimator lens 150 . This has an aspherical surface. The infrared light emitted by the light source 248 is reflected on the mirror 149 and fed to the collimator lens 150 . This is provided with an aperture 151 on its exit surface. It has the function of converting the infrared light emitted by the light source 248 into a parallel beam.
An der Seite einer Vergrößerungsoptik 244, die dem Auge 245 zugewandt ist, ist ein optisches Element 152 vorgesehen, welches die optische Achse li des Lichtübertragungssystems 246A und die optische Achse lj des Lichtempfangssystems 246B zusammenführt. Dieses optische Element 152 ist ein rechteckiges Parallelepiped aus Prismen 154 und 155 mit einer Reflexionsfläche 153. Das optische Element 152 hat eine Durchlaßfläche 156, die dem Auge 245 zugewandt ist, eine Durchlaßfläche 157, die der Durchlaßfläche 156 gegenüberliegt, wobei die Reflexionsfläche 153 zwischen beiden liegt, und eine Durchlaßfläche 157′, die der Kollimatorlinse 150 gegenüberliegt. Die Durchlaßfläche 156 ist mit einer Maske 158 versehen.An optical element 152 is provided on the side of a magnifying optic 244 which faces the eye 245 and which brings together the optical axis l i of the light transmission system 246 A and the optical axis l j of the light receiving system 246 B. This optical element 152 is a rectangular parallelepiped of prisms 154 and 155 with a reflection surface 153 . The optical element 152 has a passage surface 156 , which faces the eye 245 , a passage surface 157 , which is opposite to the passage surface 156 , with the reflection surface 153 between them, and a passage surface 157 ' , which is opposite to the collimator lens 150 . The passage surface 156 is provided with a mask 158 .
Um ein Geisterbild durch Reflexionen an verschiedenen Durchlaßflächen des optischen Elements 152 zu vermeiden, sind die Durchlaßflächen 156 und 157 etwas gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lx geneigt, während die Durchlaßfläche 157′ gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse li etwas geneigt ist. Diese Neigungswinkel der verschiedenen Durchlaßflächen 156, 157 und 157′ betragen bei diesem Ausführungsbeispiel 1°. Da die verschiedenen Durchlaßflächen 156, 157 und 157′ übereinstimmende Neigungswinkel haben, entspricht dieser Zustand demjenigen der Einfügung einer parallelen Ebene, und die Aberration durch die Neigung wird kaum geändert.In order to avoid a ghost image due to reflections on different pass-through surfaces of the optical element 152 , the pass-through surfaces 156 and 157 are slightly inclined relative to the perpendicular to the optical axis l x , while the pass-through surface 157 'is somewhat inclined relative to the perpendicular to the optical axis l i . This angle of inclination of the different passage surfaces 156, 157 and 157 ' are 1 ° in this embodiment. Since the different passage surfaces 156, 157 and 157 'have matching angles of inclination, this state corresponds to that of the insertion of a parallel plane, and the aberration due to the inclination is hardly changed.
Die Reflexionsfläche 153 ist halbdurchlässig für Infrarotlicht und für sichtbares Licht durchlässig. Da die Reflexionsfläche 153 sichtbares Licht durchläßt, kann der Benutzer ein Objektbild sehen, das auf einer Fokussierungsplatte 242 erzeugt wird. Das parallele Strahlenbündel, das durch die Blende 151 fällt, wird an der Reflexionsfläche 153 in Richtung zum Auge 245 reflektiert und auf dieses projiziert. Als ein die beiden Achsen zusammenführendes Element 152 kann auch ein Spiegel vorgesehen sein, der für Infrarotlicht halbdurchlässig ist und sichtbares Licht durchläßt.The reflection surface 153 is semi-transparent to infrared light and transparent to visible light. Since the reflecting surface 153 transmits visible light, the user can see an object image that is produced on a focusing plate 242 . The parallel bundle of rays that falls through the aperture 151 is reflected at the reflection surface 153 in the direction of the eye 245 and projected onto it. A mirror which is semi-transparent to infrared light and transmits visible light can also be provided as an element 152 which brings the two axes together.
Der durch Spiegelung an der Hornhaut reflektierte Lichtstrahl zur Erzeugung des ersten Purkinje-Bildes und der an der Netzhaut reflektierte Lichtstrahl werden dem optischen Element 152 wiederum zugeführt, durch die Reflexionsfläche 153 geführt und gelangen dann auf die Sucher-Vergrößerungsoptik 244. Diese enthält Linsen 244a und 244b, die wie bereits beschrieben angeordnet sind.The light beam reflected by reflection on the cornea to generate the first Purkinje image and the light beam reflected on the retina are in turn fed to the optical element 152 , passed through the reflection surface 153 and then reach the viewfinder magnifying optics 244 . This contains lenses 244 a and 244 b, which are arranged as already described.
Das Lichtempfangssystem 246b enthält ein Kompensationsprisma 159, eine Verkleinerungslinse 250, einen total reflektierenden Spiegel 161, eine Abbildungslinse 252 und einen primären Liniensensor 253. The light receiving system 246 b contains a compensation prism 159 , a reduction lens 250 , a totally reflecting mirror 161 , an imaging lens 252 and a primary line sensor 253 .
Das Lichtempfangssystem 246 B dient zum Erkennen der Blickrichtung des Auges auf der ihm abgewandten Seite der Vergrößerungsoptik 244, wobei das Pentaprisma 240 zwischen beiden angeordnet ist.The light receiving system 246 B serves to recognize the direction of view of the eye on the side of the magnifying optics 244 facing away from it, the pentaprism 240 being arranged between the two.
Die Verkleinerungslinse 250 wird verwendet, weil die Länge des optischen Weges des Auswertesystems 246 möglichst kurz sein soll, damit das System kompakt in der Kamera untergebracht werden kann. Da nur das parallel zur optischen Achse lx reflektierte Infrarotlicht genutzt wird, kann die am Auge 245 reflektierte Lichtmenge als gering vorausgesetzt werden, und das reflektierte Licht wird in einem möglichst kleinen Bereich der lichtempfangenden Fläche des Liniensensors 253 in noch zu beschreibender Weise abgebildet, wodurch die Empfindlichkeit der lichtempfangenden Fläche erhöht wird. The reduction lens 250 is used because the length of the optical path of the evaluation system 246 should be as short as possible so that the system can be accommodated compactly in the camera. Since only the infrared light reflected parallel to the optical axis lx is used, the amount of light reflected at the eye 245 can be assumed to be small, and the reflected light is imaged in a manner that is still to be described in a small area of the light-receiving surface of the line sensor 253 , as a result of which Sensitivity of the light receiving surface is increased.
Die Abbildungslinse 252 ist in Fig. 3 vergrößert dargestellt und gemäß Fig. 2 mit einer Maske 254 versehen. Diese hat eine Öffnung 255. Die Öffnungsmitte ist in dem Krümmungsmittelpunkt Y der Abbildungslinse 252 angeordnet. Der Durchmesser der Öffnung 255 beträgt ca. 0,2 mm.The imaging lens 252 is shown enlarged in FIG. 3 and provided with a mask 254 according to FIG. 2. This has an opening 255 . The opening center is located at the center of curvature Y of the imaging lens 252 . The diameter of the opening 255 is approximately 0.2 mm.
Das Auge 245 des Benutzers wird normalerweise auf einen Augenpunkt gebracht. Das auf dem lichtempfangenden Element abgebildete Bild 253 und die Pupille des Auges 245 befinden sich in optisch konjugierter Lage über die Vergrößerungsoptik 244, die Verkleinerungslinse 250 und die Abbildungslinse 252. Auf dem Liniensensor 253 wird der Umfang der Pupille als Silhouette zusammen mit dem ersten Purkinke-Bild durch das an dem Augenhintergrund reflektierte Licht abgebildet. Dann wird das Ausgangssignal des Liniensensors 253, wie Fig. 1 zeigt, mit einem Verstärker 256 verstärkt, dann mit einem Analog-Digital-Umsetzer 257 in ein digitales Signal umgesetzt und danach vorübergehend in einem Speicher 259 eines Mikrocomputers 258 gespeichert. In einer arithmetischen Schaltung 260 wird dann der Drehwinkel des Auges gegenüber einer Normalstellung ermittelt. Danach wird ein Signal aus dem ermittelten Drehwinkel einem Treiberverstärker 261 zugeführt das angibt, welche von drei Fokussierungszonen des Sucherbildes angeblickt wurde. Wenn das CCD-Element 8, 22, 25 des Autofokussystems, welches dieser ausgewählten Zone entspricht, mit dem Treiberverstärker 261 angesteuert wird, so kann automatisch für das in der ausgewählten Zone vorhandene Objekt die Objektentfernung ermittelt und das Kameraobjektiv scharf eingestellt werden. The user's eye 245 is normally brought to an eye point. The image 253 imaged on the light-receiving element and the pupil of the eye 245 are in an optically conjugate position via the magnifying optics 244 , the reduction lens 250 and the imaging lens 252 . The circumference of the pupil is imaged on the line sensor 253 as a silhouette together with the first Purkinke image by the light reflected on the fundus. Then, as shown in FIG. 1, the output signal of the line sensor 253 is amplified with an amplifier 256 , then converted into a digital signal with an analog-digital converter 257 and then temporarily stored in a memory 259 of a microcomputer 258 . The angle of rotation of the eye with respect to a normal position is then determined in an arithmetic circuit 260 . A signal from the determined angle of rotation is then fed to a driver amplifier 261, which indicates which of three focusing zones of the viewfinder image was clicked on. If the CCD element 8, 22, 25 of the autofocus system, which corresponds to this selected zone, is driven by the driver amplifier 261 , then the object distance for the object present in the selected zone can be determined automatically and the camera lens can be focused.
Das Lichtempfangssystem 246B ist praktisch verzerrungsfrei und hat eine weitgehend gleichmäßige Lichtmengenverteilung auf dem primären Liniensensor 253 im Hinblick auf die Objekthöhe. Wenn das optische System in noch zu beschreibender Weise aufgebaut ist, so kann, wie Fig. 4 zeigt, die Lichtmengenverteilung an dem primären Liniensensor 253 im Bereich der erforderlichen Objekthöhe als weitgehend gleichmäßig angesehen werden. Außerdem kann, wie Fig. 5 zeigt, die Verzerrung bis auf 1 µ oder weniger reduziert werden.The light receiving system 246 B is practically distortion-free and has a largely uniform light quantity distribution on the primary line sensor 253 with regard to the object height. If the optical system is constructed in a manner to be described, the light quantity distribution on the primary line sensor 253 in the area of the required object height can be regarded as largely uniform, as shown in FIG. 4. In addition, as shown in FIG. 5, the distortion can be reduced to 1 µ or less.
Lediglich als Beispiele sind im folgenden verschiedene
konstruktive Werte aufgeführt, die für das Lichtübertragungssystem
246A verwendet werden können:
Krümmungsradius der Austrittsfläche der Lichtquelle 248 . . .
unendlich;
Entfernung längs der optischen Achsen zwischen der Austrittsfläche
der Lichtquelle 248 und dem total reflektierenden
Spiegel 149 . . . 7,7 mm;
Entfernung zwischen dem total reflektierenden Spiegel 149
und der Oberfläche A der Kollimatorlinse 150 . . . 7,3 mm.Various design values that can be used for the 246 A light transmission system are listed below merely as examples:
Radius of curvature of the exit surface of light source 248 . . . infinite;
Distance along the optical axes between the exit surface of the light source 248 and the totally reflecting mirror 149 . . . 7.7 mm;
Distance between the totally reflecting mirror 149 and the surface A of the collimator lens 150 . . . 7.3 mm.
Krümmungsradius der Fläche A . . . 10,00 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . -28,00 mm
Brechungsindex . . . 1,48304
Mittendicke . . . 4,00 mm
Abstand der Maske 151 zur Fläche B der Kollimatorlinse 150
längs der optischen Achse . . . 0,00 mmRadius of curvature of surface A. . . 10.00 mm
Radius of curvature of surface B. . . -28.00 mm
Refractive index. . . 1.48304
Center thickness. . . 4.00 mm
Distance of the mask 151 to the surface B of the collimator lens 150 along the optical axis. . . 0.00 mm
Dicke . . . 0,04 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Abstand der Maske 151 von der Durchlaßfläche in Richtung
der optischen Achse . . . 0,66 mmThickness. . . 0.04 mm
Radius of curvature. . . infinite
Distance of the mask 151 from the passage surface in the direction of the optical axis. . . 0.66 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse li . . . 1°
Brechungsindex des optischen Elements 152 . . . 1,50871
Abstand längs der optischen Achsen zwischen den Durchlaßflächen
157′ und 156 . . . 12 mmRadius of curvature. . . infinite
Inclination to the normal to the optical axis l i . . . 1 °
Refractive index of the optical element 152 . . . 1.50871
Distance along the optical axes between the passage surfaces 157 ' and 156 . . . 12 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lx . . . 1°
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Durchlaßfläche
156 und der Hornhaut 232 . . . 13 mm
Krümmungsradius der Hornhaut 232 . . . 7,980 mmRadius of curvature. . . infinite
Inclination to the vertical to the optical axis l x . . . 1 °
Distance along the optical axes between the passage surface 156 and the cornea 232 . . . 13 mm
Radius of curvature of the cornea 232 . . . 7.980 mm
Die Fläche A der Kollimatorlinse 150 ist asphärisch und gefertigt mit einem sag-Betrag X, der nach der folgenden Abbildungsformel einer asphärischen Linse ermittelt ist:The surface A of the collimator lens 150 is aspherical and manufactured with a sag amount X, which is determined according to the following imaging formula of an aspherical lens:
Dabei ist c eine inverse Zahl des Krümmungsradius der Fläche A der Kollimatorlinse 150, h die Objekthöhe gegenüber der optischen Achse li, k ein asphärischer Koeffizient, K= -3,165, α₄= -2,95 · 10-5 und α₆= 0.Here, c is an inverse number of the radius of curvature of the surface A of the collimator lens 150 , h the object height in relation to the optical axis l i , k an aspherical coefficient, K = -3.165, α₄ = -2.95 · 10 -5 and α₆ = 0.
Lediglich als Beispiele sind im folgenden verschiedene Konstruktionswerte
für das Lichtempfangssystem 246B angegeben:
Krümmungsradius der Hornhaut 232 . . . -7,980 mm
Abstand längs der optischen Achsen zwischen Hornhaut 232
und der Durchlaßfläche 156 . . . 13 mmVarious design values for the light receiving system 246 B are given below only as examples:
Radius of curvature of the cornea 232 . . . -7.980 mm
Distance along the optical axes between cornea 232 and passage surface 156 . . . 13 mm
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lx . . . -1°
Krümmungsradius . . . unendlich
Brechungsindex des optischen Elements 152 . . . 1,50871
Abstand längs der optischen Achsen zwischen den Durchlaßflächen
156 und 157 . . . 10 mmInclination to the vertical to the optical axis l x . . . -1 °
Radius of curvature. . . infinite
Refractive index of the optical element 152 . . . 1.50871
Distance along the optical axes between the pass surfaces 156 and 157 . . . 10 mm
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lx . . . -1°
Krümmungsradius . . . unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Durchlaßfläche
157 und der Fläche A der Linse 244a . . . 0,60 mmInclination to the vertical to the optical axis l x . . . -1 °
Radius of curvature. . . infinite
Distance along the optical axes between the passage surface 157 and the surface A of the lens 244 a. . . 0.60 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . 115,895 mm
Mittendicke . . . 1,2 mm
Brechungsindex . . . 1,69747
Krümmungsradius der Fläche B . . . 29,210 mm
Radius of curvature of surface A. . . 115.895 mm
Center thickness. . . 1.2 mm
Refractive index. . . 1.69747
Radius of curvature of surface B. . . 29.210 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . 29,210 mm
Mittendicke . . . 4,92 mm
Brechungsindex . . . 1,61187
Krümmungsradius der Fläche C . . . -47,880 mm
Abstand längs der optischen Achsen von der Fläche C zur
Fläche A des Pentaprismas 240 . . . 1,00 mmRadius of curvature of surface B. . . 29.210 mm
Center thickness. . . 4.92 mm
Refractive index. . . 1.61187
Radius of curvature of surface C. . . -47.880 mm
Distance along the optical axes from surface C to surface A of pentaprism 240 . . . 1.00 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . unendlich
Brechungsindex . . . 1,50871
Krümmungsradius der Fläche B . . . unendlich
Neigung der Fläche B gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lk . . . -24°
Abstand längs der optischen Achsen der Fläche A und
der Fläche B . . . 28,80 mm
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Fläche B und
der Fläche A des Kompensationsprismas 159 . . . 0,14 mmRadius of curvature of surface A. . . infinite
Refractive index. . . 1.50871
Radius of curvature of surface B. . . infinite
Inclination of the surface B with respect to the perpendicular to the optical axis l k . . . -24 °
Distance along the optical axes of area A and area B. . . 28.80 mm
Distance along the optical axes between the surface B and the surface A of the compensation prism 159 . . . 0.14 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . unendlich
Neigung der Fläche A gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lj . . . -24°
Krümmungsradius der Fläche B . . . unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen den Flächen A und
B . . . 3 mm
Brechungsindex . . . 1,50871
Abstand zwischen der Fläche A und der Maske 159′ . . . 0 mm
Radius of curvature of surface A. . . infinite
Inclination of the surface A with respect to the normal to the optical axis l j . . . -24 °
Radius of curvature of surface B. . . infinite
Distance along the optical axes between surfaces A and B. . . 3 mm
Refractive index. . . 1.50871
Distance between the area A and the mask 159 ' . . . 0 mm
Dicke . . . 0,04 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Maske 159′
und der Fläche A der Verkleinerungslinse 250 . . . 0,10 mmThickness. . . 0.04 mm
Radius of curvature. . . infinite
Distance along the optical axes between the mask 159 ' and the surface A of the reduction lens 250th . . 0.10 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . 11,716 mm
Wanddicke . . . 2,50 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . -60,140 mm
Brechungsindex . . . 1,48304
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Fläche B
und dem total reflektierenden Spiegel 161 . . . 3,00 mmRadius of curvature of surface A. . . 11.716 mm
Wall thickness. . . 2.50 mm
Radius of curvature of surface B. . . -60.140 mm
Refractive index. . . 1.48304
Distance along the optical axes between the surface B and the totally reflecting mirror 161 . . . 3.00 mm
Krümmungsradius des total reflektierenden Spiegels 161 . . . unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen dem total reflektierenden
Spiegel 161 und der Abbildungslinse 252 . . .
7,60 mmRadius of curvature of the totally reflecting mirror 161 . . . infinite
Distance along the optical axes between the totally reflecting mirror 161 and the imaging lens 252 . . . 7.60 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . 1,52 mm
Brechungsindex . . . 1,48304 mm
Mittendicke . . . 1,520 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . unendlich
Abstand zwischen der Fläche B und der Maske 254 . . . 0,00 mm
Radius of curvature of surface A. . . 1.52 mm
Refractive index. . . 1.48304 mm
Center thickness. . . 1.520 mm
Radius of curvature of surface B. . . infinite
Distance between surface B and mask 254 . . . 0.00 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Wanddicke . . . 0,04 mmRadius of curvature. . . infinite
Wall thickness. . . 0.04 mm
Die Fläche A der Verkleinerungslinse 250 ist asphärisch und entsprechend der vorgenannten Formel dimensioniert, wobei jedoch K= 1,25, α₄= -8 · 10-5, α₆= -10-6 ist.The area A of the reduction lens 250 is aspherical and dimensioned according to the aforementioned formula, but K = 1.25, α₄ = -8 · 10 -5 , α₆ = -10 -6 .
In Fig. 6 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Einrichtung zur Feststellung der Blickrichtung in einer Kamera dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Lichtübertragungssystem 246A gegenüber einer Sucher-Vergrößerungsoptik 244 unter Zwischenschaltung eines Pentaprismas 240 angeordnet. Ein Lichtempfangssystem 246B ist an der Seite der Durchlaßfläche 157′ eines optischen Elements 152 zur Zusammenführung zweiter optischer Achsen angeordnet, so daß das von einer Lichtquelle 248 abgegebene Infrarotlicht der Vergrößerungsoptik 244 über ein Kompensationsprisma 159 und das Pentaprisma 240 zugeführt wird. Das Infrarotlicht wird mit der Vergrößerungsoptik 244 in ein paralleles Strahlenbündel umgesetzt und dem Auge 245 zugeführt. Der Lichtstrahl zur Erzeugung des ersten Purkinje-Bildes aus der Spiegelreflexion an der Hornhaut des Auges 245 und das an der Netzhaut reflektierte Licht werden mit einer Reflexionsfläche 153 des optischen Elements 152 reflektiert und dann dem Lichtempfangssystem 246B zugeführt. Alle anderen optischen Elemente dieses Systems stimmen mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein.In Figs. 6 to 8, a further embodiment is illustrated an optical device for detecting the direction of view in a camera. In this exemplary embodiment, a light transmission system 246 A is arranged opposite a viewfinder magnifying lens 244 with the interposition of a pentaprism 240 . A light receiving system 246 B is arranged on the side of the passage surface 157 'of an optical element 152 for merging second optical axes, so that the infrared light emitted by a light source 248 is supplied to the magnifying optics 244 via a compensation prism 159 and the pentaprism 240 . The infrared light is converted into a parallel beam with the magnifying optics 244 and fed to the eye 245 . The light beam for generating the first Purkinje image from the specular reflection on the cornea of the eye 245 and the light reflected on the retina are reflected by a reflection surface 153 of the optical element 152 and then fed to the light receiving system 246B. All other optical elements of this system correspond to those of the first exemplary embodiment.
Im folgenden werden lediglich beispielsweise die Konstruktionswerte
für das Lichtübertragungssystem 246A angegeben.
Krümmungsradius der Austrittsfläche der Lichtquelle 248 . . .
unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Austrittsfläche
der Lichtquelle 248 und dem total reflektierenden
Spiegel 149 . . . 17 mm
Krümmungsradius des total reflektierenden Spiegels 149 . . .
unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen dem total reflektierenden
Spiegel 149 und der Maske 159′ . . . 3 mmOnly the design values for the light transmission system 246 A are given below, for example.
Radius of curvature of the exit surface of light source 248 . . . infinite
Distance along the optical axes between the exit surface of the light source 248 and the totally reflecting mirror 149 . . . 17 mm
Radius of curvature of the totally reflecting mirror 149 . . . infinite
Distance along the optical axes between the totally reflecting mirror 149 and the mask 159 ' . . . 3 mm
Wanddicke . . . 0,04 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Abstand zwischen der Maske 159′ und der Fläche B des Kompensationsprismas
159 . . . 0,00 mmWall thickness. . . 0.04 mm
Radius of curvature. . . infinite
Distance between the mask 159 ' and the surface B of the compensation prism 159 . . . 0.00 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . unendlich
Abstand zwischen den Flächen A und B . . . 3 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . unendlich
Neigung der Fläche A gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse li . . .
24°
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Fläche A
und der Fläche B des Pentaprismas 240 . . . 0,14 mmRadius of curvature of surface B. . . infinite
Distance between surfaces A and B. . . 3 mm
Radius of curvature of surface A. . . infinite
Inclination of the surface A with respect to the normal to the optical axis l i . . . 24 °
Distance along the optical axes between surface A and surface B of pentaprism 240 . . . 0.14 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . unendlich
Neigung der Fläche B gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse li . . . 24°
Brechungsindex . . . 1,50871
Krümmungsradius der Fläche A . . . unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen den Flächen A
und B . . . 28,80 mm
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Fläche A
und der Fläche C der Linse 244b . . . 1,00 mmRadius of curvature of surface B. . . infinite
Inclination of the surface B with respect to the perpendicular to the optical axis l i . . . 24 °
Refractive index. . . 1.50871
Radius of curvature of surface A. . . infinite
Distance along the optical axes between surfaces A and B. . . 28.80 mm
Distance along the optical axes between surface A and surface C of lens 244 b. . . 1.00 mm
Krümmungsradius der Fläche C . . . 47,880 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . -29,210 mm
Mittendicke . . . 4,92 mm
Brechungsindex . . . 1,61187 mmRadius of curvature of surface C. . . 47.880 mm
Radius of curvature of surface B. . . -29.210 mm
Center thickness. . . 4.92 mm
Refractive index. . . 1.61187 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . -29,210 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . -115,895 mm
Mittendicke . . . 1,2 mm
Brechungsindex . . . 1,69747
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Fläche A
und der Durchlaßfläche 157 . . . 0,60 mmRadius of curvature of surface B. . . -29.210 mm
Radius of curvature of surface A. . . -115.895 mm
Center thickness. . . 1.2 mm
Refractive index. . . 1.69747
Distance along the optical axes between surface A and the transmission surface 157 . . . 0.60 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse li . . . 2°
Brechungsindex des optischen Elements 152 . . . 1,50871
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Durchlaßfläche
157 und der Durchlaßfläche 156 . . . 10 mm
Radius of curvature. . . infinite
Inclination to the normal to the optical axis l i . . . 2 °
Refractive index of the optical element 152 . . . 1.50871
Distance along the optical axes between the pass surface 157 and the pass surface 156 . . . 10 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lx . . . 2°
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Durchlaßfläche
156 und der Hornhaut 232 . . . 13 mm
Krümmungsradius der Hornhaut 232 . . . 7,980 mmRadius of curvature. . . infinite
Inclination to the vertical to the optical axis l x . . . 2 °
Distance along the optical axes between the passage surface 156 and the cornea 232 . . . 13 mm
Radius of curvature of the cornea 232 . . . 7.980 mm
Im folgenden werden lediglich beispielsweise die Konstruktionswerte
für das Lichtempfangssystem 246B angegeben.
Krümmungsradius der Hornhaut 232 . . . 7,980 mm
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Hornhaut
232 und der Durchlaßfläche 156 . . . 13 mmOnly the design values for the light receiving system 246 B are given below, for example.
Radius of curvature of the cornea 232 . . . 7.980 mm
Distance along the optical axes between the cornea 232 and the passage surface 156 . . . 13 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lx . . . -2°
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Durchlaßfläche
156 und der Durchlaßfläche 157′ . . . 12 mm
Brechungsindex des optischen Elements 152 . . . 1,50871Radius of curvature. . . infinite
Inclination to the vertical to the optical axis l x . . . -2 °
Distance along the optical axes between the passage surface 156 and the passage surface 157 ' . . . 12 mm
Refractive index of the optical element 152 . . . 1.50871
Neigung gegenüber der Senkrechten zur optischen Achse lj . . . -2°
Krümmungsradius . . . unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Durchlaßfläche
157′ und der Maske 151 . . . 0,66 mm
Abstand zwischen der Maske 151 und der Verkleinerungslinse
250 . . . 0,00 mm
Inclination to the vertical to the optical axis l j . . . -2 °
Radius of curvature. . . infinite
Distance along the optical axes between the passage surface 157 ' and the mask 151st . . 0.66 mm
Distance between the mask 151 and the reduction lens 250 . . . 0.00 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Wanddicke . . . 0,04 mmRadius of curvature. . . infinite
Wall thickness. . . 0.04 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . 28,00 mm
Wanddicke . . . 4,00 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . -10,00 mm
Brechungsindex . . . 1,48304
Abstand längs der optischen Achsen zwischen der Fläche B
und dem total reflektierenden Spiegel 161 . . . 7,30 mm
Krümmungsradius des total reflektierenden Spiegels 161 . . .
unendlich
Abstand längs der optischen Achsen zwischen dem total reflektierenden
Spiegel 161 und der Fläche A der Abbildungslinse
252 . . . 5,70 mmRadius of curvature of surface A. . . 28.00 mm
Wall thickness. . . 4.00 mm
Radius of curvature of surface B. . . -10.00 mm
Refractive index. . . 1.48304
Distance along the optical axes between the surface B and the totally reflecting mirror 161 . . . 7.30 mm
Radius of curvature of the totally reflecting mirror 161 . . . infinite
Distance along the optical axes between the totally reflecting mirror 161 and the surface A of the imaging lens 252 . . . 5.70 mm
Krümmungsradius der Fläche A . . . 2,00 mm
Brechungsindex . . . 1,48304
Mittendicke . . . 2,00 mm
Krümmungsradius der Fläche B . . . unendlich
Abstand zwischen der Fläche B und der Maske 254 . . . 0,00 mmRadius of curvature of surface A. . . 2.00 mm
Refractive index. . . 1.48304
Center thickness. . . 2.00 mm
Radius of curvature of surface B. . . infinite
Distance between surface B and mask 254 . . . 0.00 mm
Krümmungsradius . . . unendlich
Dicke . . . 0,04 mm
Radius of curvature. . . infinite
Thickness. . . 0.04 mm
Die Fläche B der Verkleinerungslinse 250 ist asphärisch und nach der vorstehend genannten Formel bemessen, wobei jedoch K= -3,165, α₄= 2,95 · 10-5 und α₆= 0 ist.The area B of the reduction lens 250 is aspherical and dimensioned according to the above-mentioned formula, but K = -3.165, α₄ = 2.95 · 10 -5 and α₆ = 0.
Wie Fig. 8 und 9 zeigen, sind auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Lichtmengenverteilung an dem Liniensensor 253 sowie die Verzerrungswerte ähnlich günstig wie in Fig. 4 und 5 für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt.As shown in FIGS. 8 and 9, the light quantity distribution at the line sensor 253 and the distortion values are also similarly favorable in the second exemplary embodiment as shown in FIGS. 4 and 5 for the first exemplary embodiment.
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